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摘要：本文介绍了新能源电力系统功能，从电力系统优化调度模型的建立，与小扰动稳定性的分析两方面，对系统的整体应用效果进行了研究，目的在于进一步提高新能源发电的稳定性水平，减轻火力发电等对资源的浪费与对环境的影响。
关键词：新能源电力系统；优化运行；小扰动稳定
前言
风力发电与水利发电，属于新能源发电的两种主要形式，与传统火力发电相比，在资源的节约以及环境的保护方面，具有较大的优势。新能源电力系统运行的优化，以及小扰动稳定性的提升，对新能源电力系统整体运行稳定性与安全性的提升，具有重要价值。
1 新能源电力系统
经济发展水平的提高，在提升了居民生活质量的同时，也对资源以及环境等造成了影响。为解决化石能源发电所面临的资源浪费与环境污染等问题，风力发电、地热发电以及太阳能发电，成为了当前电力领域所关注的重点[1]。新能源电力系统，即以风力、地热等新能源为主要发电能源而建立的电力系统，与传统电力系统相比，具有电压等级低、容量小等特点，且存在一定的不确定性以及波动性。对新能源电力系统进行优化设计，使之能够在小扰动环境下，保持稳定性，是提高系统应用水平的关键，对我国电力领域而言，是一项具有历史意义的重要课题[2]。
2 新能源电力系统优化调度模型
2.1 新能源电力系统不确定性及优化方式
以风电系统为例，作为新能源电力系统的一种，其发电效果，受风速以及风向的变化等因素影响严重，在上述环境下，对风力的预测十分困难，为解决上述问题，目前主要采用点预测、区间预测，以及场景预测的方法，对电力功率加以预测。以场景预测（图1[3]）为例，该预测方法，要求将风速以及风向变化等因素，转化成为确定的场景，在发现其规律的基础上，实现对功率的预测，应用效果相对较好。
2.2 新能源电力系统优化调度模型
为确保新能源电力系统调度能够达到利润最大化的目的，对其进行优化调度十分必要，可以采用建立虚拟发电厂的方法，完成优化调度过程。同时，通过对成本以及收入等的分析，评估系统的应用是否能够使电力企业的利润达到最大化：（1）成本分析：风力发电无需燃料支持，因此发电燃料成本为0，仅需考虑设备及锅炉运行成本便可。（2）收入分析：风力发电经济收入以售电与售热收入为主[4]。
2.3 优化调度结果
以东北地区某省为例，为分析风力发电的优化调度效果，采用对比实验的方法，将大型抽凝式机组与常规机组以及电锅炉组的电功率以及发电成本等进行了观察。通过建立虚拟发电厂的方法，以仿真实验为基础，对电力的优化调度效果进行了分析，得出结果如图2：
热电站与大型抽凝式机组的运行，配合良好，在热负荷波动较大的情况下，电出力相对平稳，未受到较大影响。配置电锅炉，会在一定程度上增加风力发电的支出。将大型抽凝式机组与常规机组联合，能够有效提高系统的调峰能力。
3 新能源电力系统小扰动稳定性
小扰动稳定性，指新能源电力系统在遭遇小扰动后保持同步的能力。可通过特征值仿真以及频域仿真等方法，对系统小扰动稳定进行分析。
以广东省为例，通过仿真的方法，对优化的新能源电力系统的小扰动稳定效果进行了观察。广东省陆地电容量共1810MW，海上风电容量为5799MW，具体如表1：
观察图3，得出以下结论：（1）风电场新能源电源的接入，容易导致电网的阻尼特性减小，但由于幅度较小，因此不会对电网的稳定性造成影响。（2）特高压线路接入后，机组震荡模式下的阻尼比有效改善，可以判断，省内电网小扰动稳定性显著提升。（3）电网中存在负阻尼问题，对电网运行的稳定性与安全性会产生较大的不利影响，可以将PSS装置，安装到电网中，使阻尼比得以增加，使负阻尼问题得以解决，确保电网运行的稳定性与安全性能够得到提升。（4）应对传统的检修模式加以优化，提高其与当前电力系统的适应性，降低新能源电力系统出现故障的几率，使系统运行稳定性与安全性，得到共同的提升。
结论
应在建立虚拟发电厂的基础上，采用仿真的方法对新能源电力系统加以优化，并对其小扰动稳定性进行观察，找出最优的电力调度以及设计方案，提高新能源电力系统运行的稳定性。
参考文献：
[1]李江，李国庆，邹维，张浩，姚衍明.固定增益与变增益最优励磁控制策略的小扰动稳定域研究[J].电力自动化设备，2014，02：97-100.
[2]熊陵川.东方电气新能源设备（杭州）有限公司电力系统设计及运行优化[J].东方电机，2013，03：10-12.
[3]王娜娜，刘涤尘，廖清芬，赵洁，董超，唐飞.基于断面潮流的大电网实用小扰动稳定域[J].电力系统保护与控制，2012，13：43-48.
[4]李淼，胡伟，陆秋瑜，姚浩威，李小平，李大虎.考虑机网协调的阻尼优化控制系统研究[J].中国电机工程学报，2012，28：55-61+19.
论文作者:蔡文生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：新能源论文; 电力系统论文; 稳定性论文; 电网论文; 阻尼论文; 电力论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第9期论文;